LCF表制作教程.pdfVIP

基于STC89C52 的电感、电容、频率测量表 中国电子DIY 之家 大道必成作品 大体测量范围 电感测量范围： 0.1 μH1H 小 容测量范围： 1pF2.2 μF （非 解 容） 频率测量范围： 50Hz400KHz （可测小信号） 电解 容测量范围： 0.5 μF--12000 μF （ 解电容） 一、测量原理 1、小电容、电感测量原理： 电路是一个由LM393 （U3A）组成的LC 振荡器。由单片机测量LC 震荡回路的频率F1， 然后根据标准电容C1 【原理图中的Cref】出电感L1 的值。 1 L 1 2 2 4p F 1 C1 这里 容器C1 的容量的精确程度，基本上决定了整个测量过程的精度。应该选用稳定 性好精度高的 容器，网上一般推荐使用云母 容器，买不到的话，独石或CBB 的也都可以 将就用。 电容Cx、电感Lx 的值，分别用下 式子计算： 其中，F1 是固有频率，F2 是接入测试 容、 感后的频率。 2、电解电容测量原理： 电解 容的测量是基于对RC 路的时间常数的计算， 容的充 速度与R 和C 的大小 有关，R 与C 的乘积越大，充 时间就越长。这个RC 的乘积就叫做RC 路的时间常数τ， 即τ=R C。若R 的单位用欧姆，C 的单位用法拉，则τ的单位为秒。 图示曲线可以得到充 过程的一般规律：Uc 是按指数规律上升的，Uc 开始变化较快， 以后逐渐减慢，并缓慢地趋近其最终值，当t= τ时，Uc=0.632E (E 为 源 压)；本测量仪 就是利用单片机测量Uc=0 到0.632E 这段时间，用下列式子计算计算被测 容值： 电路由比较器U1B,放 晶体管Q1、Q2 等组成。设定比较器正输入端为Uc，（Uc=0.632E， 调节Rref 获得），反向输入端接被测电容CEx，当单片机P15 引脚为低 平时,电容放电。 注意51 单片机引脚的拉 流 小，不能直接驱动Q1，否则放 时间会 长。 当单片机P15 引脚为高 平时,电容充电，当充电到Uc 时，比较器翻转，触发单片机外 部中断0，通过测得的充 时间和充 阻的大小可以计算出电容大小。 二、原理图 上图中（请参照PDF 原理图），Btn1 是单片机复位按钮；Btn2 是校准按钮，在测量小 容时候可以随时按下清零显示；Btn3 是功能切换按钮，用来在测量LCF(频率、小 容、 感)和测量 解电容之间切换。 图中的三个双刀双掷开关用来切换测量，S1 在L、C （小 容）之间切换，S2 在频率与 LC 之间切换，S3 在大电解和小电解之间切换；单片机能够根据开关的状态和按钮Btn3 自动 判断测量的类型。 另外，Fx、Cx、Lx 共用了一个GND 端子，电路板上四个端子紧挨在一起，也可以多加 GND 端子，不共用，布线时可以根据实际情况灵活处理。 三、电路板 比较器周边元器件比较多，布线可能不太方便，给大家提供一个LM393 周边元器件位置 的参考，这样的布局飞线不会太多。我电路板上的飞线多是因为模拟 源和数字 源进行了 比较严格的隔离，实际上并没有太大必要，但是LC 振荡电路附近的电源和地一定要注意隔 离，否则可能小电容读数 不稳定！ 标准电容 Cref 最好使用 2200pF 云母电容，该电容的精确程度直接决定了小电容和电 感的测量精度！（不过不会影响频率和 解 容测量精度。） Rref 调试方法，上文原理中已经讲到，比较器同相输入端电压Uc=0.632E （电源电压）。 四、使用方法 测小电容、电感、频率是一组功能， 体测哪个由 S1/S2 的状态决定，单片机